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一种环保型水溶性淬火液及其制备方法

阅读：580发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种环保型水溶性淬火液及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种环保型水溶性淬火液，以质量百分比计，包括以下组分：聚烷撑乙二醇25-45%，复合胺5-10%，多元羧酸 1-3%，消泡剂0-1%，抗氧化剂0-2%，缓蚀剂0-1%、其余为去离子水，将复合胺溶解，投入羧酸，搅拌反应，然后依次加入抗氧化剂、缓蚀剂，搅拌均匀，再加入聚烷撑乙二醇聚合物反应，最后加入消泡剂，搅拌均匀即可。本发明提出的环保型水溶性淬火液冷却性能介于水和油之间，既可避免水淬开裂及淬火软点，又可解决油淬不硬、淬不透的缺陷，可以通过改变浓度，调整冷却速度，以适用不同淬透性材料、不同尺寸的工件，且该淬火液为非亚硝体系，安全环保。，下面是一种环保型水溶性淬火液及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种环保型水溶性淬火液，其特征在于，包括以下组分：聚烷撑乙二醇、复合胺、多元羧酸、消泡剂、抗氧化剂、缓蚀剂及去离子水。
2.一种环保型水溶性淬火液，其特征在于，包括以下组分含量：聚烷撑乙二醇25-45%，复合胺5-10%，多元羧酸1-3%，消泡剂0-1%，抗氧化剂0-2%，缓蚀剂0-1%，其余为去离子水。
3.根据权利要求1所述的一种环保型水溶性淬火液，其特征在于，所述复合胺为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的至少两种。
4.根据权利要求1所述的一种环保型水溶性淬火液，其特征在于，所述多元羧酸为二元羧酸，碳数为8-12。
5.根据权利要求1所述的一种环保型水溶性淬火液，其特征在于，所述消泡剂为非硅类消泡剂。
6.如权利要求1所述的一种环保型水溶性淬火液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将复合胺用去离子溶解，投入多元羧酸，搅拌反应，然后依次加入抗氧化剂和缓蚀剂，再加入聚烷撑乙二醇反应，最后加入消泡剂，混合均匀即可。
7.根据权利要求6所述的一种环保型水溶性淬火液的制备方法，其特征在于，所述环保型水溶性淬火液的pH为8-10。
8.根据权利要求6所述的一种环保型水溶性淬火液的制备方法，其特征在于，搅拌速度为50-300rpm 。

说明书全文

一种环保型水溶性淬火液及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于热处理冷却介质技术领域，具体涉及一种环保型水溶性淬火液及其制备方法。

背景技术

[0002] 多年来，我国在淬火介质的研究和应用方面，做了大量的工作，取得了较好的成绩，基本上满足了一些热处理生产的需要，但与国外的先进水平相比还有一定的差距。工件淬火理想的效果是获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度，避免淬火裂纹和尽量减少淬火变形。目前热处理行业仍有部分企业用矿物油作为冷却介质，相当部分排放到自然环境中，造成污染。根据对冷却介质的冷却能力评价水溶性淬火介质PAG是较理想的淬火介质，它能解决油淬火淬硬层深度及淬透性不足的问题，油冷工艺不稳定性，水淬易开裂等缺点，能够获得很好的力学性能。本发明提出一种环保型水溶性PAG淬火介质，即可解决工件淬火硬度和强度低、硬度不均、淬火软点、变形、开裂等问题，同时解决环保问题。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术中淬火液存在的诸多问题，提出一种环保型水溶性淬火液，同时改善油性和水性淬火介质的问题，提高淬火后产品的硬度均匀度，使淬火后的产品不变形，低温不开裂，且环保安全。

[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种环保型水溶性淬火液，其特征在于，包括以下组分：聚烷撑乙二醇、复合胺、多元羧酸、消泡剂、抗氧化剂、缓蚀剂及去离子水。聚烷撑乙二醇类聚合物具有逆溶性，当工件进入淬火液时，工件温度高，聚合物很快析出形成一层聚合物薄膜覆盖在工件表面，阻止工件与溶液的接触，当工件温度冷却下来后，聚合物又溶解在溶液中，从而可以提高淬火后产品的硬度均匀度，保护产品不变形不开裂。

[0005] 优选的，所述环保型水溶性淬火液，以重量分计，包括：聚烷撑乙二醇25-45%，复合胺5-10%，多元羧酸1-3%，消泡剂0-1%，抗氧化剂0-2%，缓蚀剂0-1%、其余为去离子水。

[0006] 优选的，所述复合胺包括一乙醇胺类、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少两种。

[0007] 优选的，所述多元羧酸为二元羧酸，碳数为8-12。

[0008] 优选的，所述消泡剂为非硅类消泡剂。

[0009] 优选的，所述环保型水溶性淬火液的制备方法为：将复合胺溶解，投入羧酸，搅拌反应，然后依次加入抗氧化剂、缓蚀剂，搅拌均匀，再加入聚烷撑乙二醇聚合物反应，最后加入消泡剂，搅拌均匀即可。

[0010] 优选的，所述淬火液的pH为8-10。

[0011] 优选的，所述搅拌速度为50-300rpm 。

[0012] 相对于现有技术，本发明有益效果为：1、冷却性能介于水和油之间，既可避免水淬开裂及淬火软点，又可解决油淬不硬、淬不透的缺陷；2、通过改变浓度，可以调整冷却速度，以适用不同淬透性材料、不同尺寸的工件；3、非亚硝体系，对操作者及环境有利。

具体实施方式

[0013] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。

[0014] 实施例1本发明的环保型水溶性淬火液包括聚烷撑乙二醇25%，一乙醇胺5%，二乙醇胺5%，十二碳二元羧酸1%，消泡剂0.5%，抗氧化剂0.5%，缓蚀剂0.5%，其余为去离子水。

[0015] 上述环保型水溶性淬火液的制备方法为：将一乙醇胺和二乙醇胺溶解，再投入十二碳二元羧酸，搅拌反应，然后依次加入抗氧化剂、缓蚀剂，搅拌均匀，再加入聚烷撑乙二醇聚合物反应，最后加入消泡剂，搅拌均匀即可。

[0016] 实施例2本发明的环保型水溶性淬火液包括聚烷撑乙二醇30%，二乙醇胺8%，十二碳二元羧酸
1.5%，消泡剂0.5%，抗氧化剂1%，缓蚀剂0.5%，其余为去离子水。

[0017] 上述环保型水溶性淬火液的制备方法为：将二乙醇胺溶解，再投入十二碳二元羧酸，搅拌反应，然后依次加入抗氧化剂、缓蚀剂，搅拌均匀，再加入聚烷撑乙二醇聚合物反应，最后加入消泡剂，搅拌均匀即可。

[0018] 实施例3本发明的环保型水溶性淬火液包括聚烷撑乙二醇40%，一乙醇胺3%，二乙醇胺6%，十一碳二元羧酸2%，消泡剂1%，抗氧化剂1%，缓蚀剂0.5%，其余为去离子水。

[0019] 上述环保型水溶性淬火液的制备方法为：将一乙醇胺和二乙醇胺溶解，再投入十一碳二元羧酸，搅拌反应，然后依次加入抗氧化剂、缓蚀剂，搅拌均匀，再加入聚烷撑乙二醇聚合物反应，最后加入消泡剂，搅拌均匀即可。

[0020] 实施例4本发明的环保型水溶性淬火液包括聚烷撑乙二醇45%，一乙醇胺3%，二乙醇胺3%，十一碳二元羧酸2%，消泡剂1%，抗氧化剂1%，缓蚀剂1%，其余为去离子水。

[0021] 上述环保型水溶性淬火液的制备方法为：将一乙醇胺和二乙醇胺溶解，再投入十一碳二元羧酸，搅拌反应，然后依次加入抗氧化剂、缓蚀剂，搅拌均匀，再加入聚烷撑乙二醇聚合物反应，最后加入消泡剂，搅拌均匀即可。

[0022] 对比例1市售的水基PAG(聚醚类)产品。

[0023] 通过冷却曲线法来测试淬火液热特性的冷却能力。采用ISO9950,探头材质为镍铬合金，直径为12.5mm，长度为60mm。淬火液添加量浓度控制在20%，淬火液温度控制在40℃，分别对实施例1-4和对比例1进行了淬火液冷却能力测试，实验结果如下：表1 淬火介质冷却特性
根据上述实验结果可知，本发明提供的水性淬火液在高温阶段可以较快的降温，而在低温阶段具有更低的冷却速率，特别是实施例4表现出更优异的淬火特性。对比例1虽然在高温阶段降温速率更快，但是在低温阶段的降温速率也很快，这样实际在使用过程中容易导致工件开裂。因此，本发明所提供的水性淬火剂与市售水基PAG(聚醚类)产品相比，冷却性能更加合理，高温冷却速度快，能提高工件性能，低温冷却速度缓慢，可防止工件开裂和变形。

[0024] 淬火液的物理性能测试结果如下：表2 淬火液的物理性能
进一步地，对实施例4进行不同使用量情况下的冷却特性测试，实验结果如下：
表3 淬火液添加量对冷却特性的影响
由表3可知，冷却特性受添加量的影响变化较大，因此在实际使用中，可以通过改变浓度，可以调整冷却速度，以适用不同淬透性材料、不同尺寸的工件。

[0025] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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